DE112016000871T5 - Hohlladesystem mit Multizusammensetzungseinlage - Google Patents

Hohlladesystem mit Multizusammensetzungseinlage Download PDF

Info

Publication number
DE112016000871T5
DE112016000871T5 DE112016000871.6T DE112016000871T DE112016000871T5 DE 112016000871 T5 DE112016000871 T5 DE 112016000871T5 DE 112016000871 T DE112016000871 T DE 112016000871T DE 112016000871 T5 DE112016000871 T5 DE 112016000871T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liner
powder
apex
insert
base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112016000871.6T
Other languages
English (en)
Inventor
Wenbo Yang
James Guilkey
Lawrence A. Behrmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schlumberger Technology BV
Original Assignee
Schlumberger Technology BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Technology BV filed Critical Schlumberger Technology BV
Publication of DE112016000871T5 publication Critical patent/DE112016000871T5/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11Perforators; Permeators
    • E21B43/116Gun or shaped-charge perforators
    • E21B43/117Shaped-charge perforators
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11Perforators; Permeators
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11Perforators; Permeators
    • E21B43/116Gun or shaped-charge perforators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42AMMUNITION; BLASTING
    • F42BEXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B1/00Explosive charges characterised by form or shape but not dependent on shape of container
    • F42B1/02Shaped or hollow charges
    • F42B1/032Shaped or hollow charges characterised by the material of the liner

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

Eine Technik vereinfacht die Perforation, darunter die Perforation eines Gehäuses und einer Formation. Mit einem Gehäuse, einer Einlage und einem hochexplosiven Material, das sich zwischen dem Gehäuse und der Einlage befindet, wird eine Hohlladung gebildet. Die Einlage wird aus einem Pulvermaterial gebildet, z. B. einem Pulvermetallmaterial. Die Pulvermaterialeigenschaften der Einlage zwischen einem Apex der Einlage und einem Unterteil der Einlage können selektiv variiert werden, um bei Detonation des hochexplosiven Materials eine gewünschte Strahlgeschwindigkeit und Strahlmasse der Einlage bereitzustellen.

Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Nach dem Bohren und Verkleiden eines Öl- oder Gasbohrlochs wird das Bohrloch für die umliegende Formation geöffnet, damit Öl oder Gas eindringen kann. Das Bohrloch wird durch Perforation des Gehäuses und der Felsformation hinter dem Gehäuse unter Verwendung von Hohlladungen geöffnet. Eine Hohlladung umfasst im Allgemeinen ein hochexplosives Material, das sich zwischen einem Gehäuse und einer Einlage befindet. Ein Teil der Einlage bildet einen Strahl, der von dem Gehäuse weggetrieben wird, wenn die Hohlladung detoniert. Der Strahl wird durch das Gehäuse und in die Formation getrieben, um eine Perforation zu bilden, die das Eindringen von Öl und/oder Gas vereinfacht.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Im Allgemeinen werden ein System und ein Verfahren zum Vereinfachen der Perforation eines Gehäuses und einer Formation bereitgestellt. Mit einem Gehäuse, einer Einlage und einem hochexplosiven Material, das sich zwischen dem Gehäuse und der Einlage befindet, wird eine Hohlladung gebildet. Die Einlage wird aus einem Pulvermaterial gebildet, z. B. einem Pulvermetallmaterial. Parameter der Einlage zwischen einem Apex der Einlage und einem Unterteil der Einlage können selektiv variiert werden, um bei Detonation des hochexplosiven Materials eine gewünschte Strahlgeschwindigkeit und Strahlmasse der Einlage bereitzustellen.
  • Jedoch sind viele Modifikationen möglich, ohne wesentlich von den Lehren dieser Offenbarung abzuweichen. Entsprechend sollen solche Modifikationen im Umfang dieser Offenbarung wie in den Ansprüchen definiert enthalten sein.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Nachfolgend werden bestimmte Ausführungsformen der Offenbarung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente kennzeichnen. Es versteht sich jedoch, dass die begleitenden Figuren die verschiedenen hierin beschriebenen Umsetzungen veranschaulichen und den Umfang verschiedener hierin beschriebener Technologien nicht einschränken sollen, und:
  • 1 ist eine schematische Veranschaulichung eines Beispiels eines Perforationssystems, das eine Vielzahl von Hohlladungen aufweist, die in einem Bohrloch eingesetzt werden, gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung;
  • 2 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer Hohlladung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht eines anderen Beispiels einer Hohlladung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung; und
  • 4 ist eine Querschnittsansicht eines anderen Beispiels einer Hohlladung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche Details aufgeführt, um ein Verständnis einiger Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Für einen durchschnittlichen Fachmann versteht es sich jedoch, dass das System und/oder Verfahren ohne diese Details ausgeführt werden können und dass zahlreiche Variationen oder Modifikationen der beschriebenen Ausführungsformen möglich sein können.
  • Die Offenbarung hierin beinhaltet im Allgemeinen ein System und ein Verfahren, die das Perforieren vereinfachen, z. B. die Perforation eines Gehäuses und einer Formation, um die Produktion eines Öl- und/oder Gasbohrlochs zu steigern. Die Perforation kann mit einer Bohrlochkanonenanordnung durchgeführt werden, die anhand einer geeigneten Durchleitung unten in einem Bohrloch eingesetzt wird. Die Bohrlochkanonenanordnung weist einen Bohrlochkanonenkörper auf, der gestaltet ist, um eine Vielzahl von Hohlladungen zu halten, die nach außen orientiert sind, um bei Detonation der Hohlladungen Perforationen in der umgebenden Formation zu bilden.
  • Jede Hohlladung kann mit einem Gehäuse, einer Einlage und einem hochexplosiven Material, das sich zwischen dem Gehäuse und der Einlage befindet, gebildet werden. Die Einlage ist aus Metall- und/oder Nichtmetallpulvermaterial gebildet. Bei Detonation des hochexplosiven Materials wird ein Teil der Einlage als Strahl getrieben, der durch das Gehäuse und in die umliegende Formation penetriert. Eigenschaften des Strahls, z. B. Strahlgeschwindigkeit und Strahlmasse, können angepasst werden, indem eine oder mehrere Eigenschaften der Einlage zwischen einem Apex der Einlage und einem Unterteil der Einlage, z. B. eine oder mehrere Zusammensetzungsparameter, variiert werden. Zum Beispiel kann die Dichte des Pulvers, das verwendet wird, um die Einlage zu bilden, selektiv zwischen dem Apex und dem Unterteil der Einlage variiert werden, um eine gewünschte Strahlgeschwindigkeit und Strahlmasse der Einlage bei Detonation des hochexplosiven Materials bereitzustellen. Jedoch können auch zusätzliche oder andere Zusammensetzungsparameter der Einlage variiert werden, um eine gewünschte Perforation zu erreichen. Beispiele für diese anderen Zusammensetzungsparameter beinhalten Durchmesserverteilung der Pulverpartikel, Härte, Duktilität, Porosität und Abrasivität.
  • In einer Ausführungsform ist die Einlage aus einem Pulvermaterial gebildet, das eine Zusammensetzung aufweist, die zwischen einem Apex der Einlage und einem Unterteil der Einlage variiert. Beispiele für das Pulvermaterial beinhalten verschiedene Metallpulvermaterialien, obwohl in dem Gemisch andere Pulvermaterialien verwendet werden können. In einigen Ausführungsformen können Keramikpulver oder andere Nichtmetallpulvermaterialien hinzugefügt werden, um das Gemisch an Pulvermaterial zwischen dem Apex und dem Unterteil der Einlage zu variieren. Abhängig von den Spezifitäten der Anwendung und/oder Umgebung können verschiedene Pulvermetallgemische, die Metalle alleine oder kombinierte Metalle und Nichtmetalle enthalten, zwischen dem Einlagenapex und dem Einlagenunterteil verwendet werden.
  • Das variable Gemisch aus Pulvermetall/Pulvermaterial entlang der Einlage kann verwendet werden, um die Leistung von Ölfeldperforatoren zu optimieren. Zum Beispiel kann die Variation der Zusammensetzungsparameter entlang der Einlage verwendet werden, um eine tiefere Penetration, einen größeren Gehäuseeintrittslochdurchmesser, erhöhten Gehäuselochdurchmesser sowie tiefere Penetration und andere Verbesserungen in Bezug auf den Bohrlochkanonenaustrittslochdurchmesser sowie Eigenschaften der Gehäuse-/Formationspenetration zu erreichen. In einigen Ausführungsformen kann das Gemisch aus dem Pulvermaterial am ersten Teil oder Apex der Einlage im Vergleich zu dem Gemisch an Pulvermaterial durch den Rest der Einlage, Mischung 2 genannt, mit einem anderen Pulvergemisch, genannt Mischung 1, gebildet werden oder umgekehrt.
  • Unter allgemeiner Bezugnahme auf 1 wird ein Beispiel für ein Perforationssystem 20 eingesetzt in einem Bohrloch 22 über eine Übermittlung 24 veranschaulicht. In diesem Beispiel erstreckt sich das Bohrloch 22 von einem Oberflächenbereich 28 in eine unterirdische Formation 26 und ist mit einem Gehäuse 30 ausgekleidet. Das Perforationssystem 20 umfasst eine Bohrlochkanone 32, die einen Bohrlochkanonenkörper 34 aufweist. Der Bohrlochkanonenkörper 34 kann eine Vielzahl von Strukturen aufweisen und kann mit vielen Arten von Komponenten gebaut sein. Eine Vielzahl von Hohlladungen 36 ist am Bohrlochkanonenkörper 34 angebracht und jede der Hohlladungen 36 ist vom Kanonenkörper 34 nach außen orientiert.
  • Die Hohlladungen 36 sind mit einem Detonationssystem 38 verbunden, das eine Detonationssteuerung 40 aufweist, die einem Detonator oder Detonatoren 42 Signale bereitstellt, um die Detonation der Hohlladungen 36 zu initiieren. In vielen Anwendungen kann das Detonationssystem 38 einen Detonator 42 in der Form einer Sprengschnur verwenden, die angemessen positioniert ist, um die Detonation der Hohlladungen 36 zu initiieren. Wenn der Detonator 42 eine Sprengschnur umfasst, wird die Sprengschnur zu den Hohlladungen 36 geleitet und Teile der Sprengschnur werden in Kooperation mit explosivem Material gesetzt, das sich in den Hohlladungen 36 befindet. In einigen Anwendungen sind die Hohlladungen 36 in einem gestuften Muster entlang des Bohrlochkanonenkörpers 34 platziert und durch die Detonator-/Sprengschnur 42 verbunden, die zwischen den gestuften Hohlladungen 36 zurück und vor geleitet wird. Die Sprengschnur ermöglicht eine gewünschte, kontrollierte Detonation der Vielzahl von Hohlladungen. Bei der Detonation explodieren die Hohlladungen 36 und erzeugen einen Strahl aus Material, der nach außen getrieben wird, um Perforationen 44 zu erzeugen, die sich durch das Gehäuse 30 und in die umliegende unterirdische Formation 26 erstrecken. Die Anzahl und Anordnung der Hohlladungen 36 kann abhängig von den Parametern einer gegebenen Perforationsanwendung variieren. Außerdem können die Hohlladungen 36 in separaten Gruppen zum Detonieren gebracht werden; oder es kann eine Vielzahl von Bohrlochkanonen 32 eingesetzt werden, um verschiedene Zonen der unterirdischen Formation 26 zu perforieren.
  • Unter allgemeiner Bezugnahme auf 2 wird ein Beispiel für eine der Hohlladungen 36 veranschaulicht. In dieser Ausführungsform umfasst die Hohlladung 36 ein Gehäuse 46, eine Einlage 48 und ein hochexplosives Material 50, z. B. ein hochexplosives Pellet, das zwischen dem Gehäuse 46 und der Einlage 48 positioniert ist. Die Einlage 48 erstreckt sich im Allgemeinen zwischen einem ersten Teil oder Apex 52 und einem zweiten Teil oder Unterteil 54. Zum Beispiel kann die Einlage 48 tassenförmig sein, wobei der Apex 52 den Boden der Tasse bildet und das Unterteil 54 den Rand der Tasse bildet. Die Einlage 48 ist mit einem Pulvermaterial 56 gebildet, das Eigenschaften aufweist, die sich zwischen dem Apex 52 und dem Unterteil 54 ändern. In einigen Anwendungen kann jedoch auch Nichtpulvermaterial in der Einlage 48 kombiniert werden, um dabei zu helfen, die sich ändernde(n) Eigenschaft oder Eigenschaften bereitzustellen.
  • Zum Beispiel kann die Einlage 48 derart gestaltet sein, dass das Pulvermaterial 56 Unterschiede in Bezug auf die Zusammensetzungsparameter, z. B. Pulverdichte oder andere Materialeigenschaften, die sich vom Apex 52 zum Unterteil 54 bewegen, aufweist. Die Unterschiede in den Materialeigenschaften können so ausgewählt werden, dass die Strahlgeschwindigkeit und Strahlmasse der Einlage 48 bei Detonation des explosiven Materials 50 optimiert oder anderweitig angepasst werden. Die Änderungen der Zusammensetzungsparameter können erreicht werden, indem eine Vielzahl von Pulvermaterialmischungen, z. B. Gemische, zwischen dem Apex 52 und dem Unterteil 54 verwendet wird. In einigen Anwendungen kann das Pulvermaterial 56 eine sich ändernde Proportion von Materialien entlang der Achse der Einlage 48 (d. h. variiert zwischen dem Apex 52 und dem Unterteil 54) aufweisen, um eine gewünschte Kontinuität der Einlageneigenschaften, z. B. Kontinuität der Dichte oder Masse, mit einer entsprechenden gewünschten Strahlgeschwindigkeit und Strahlmasse zu erreichen. Die sich ändernden Eigenschaften, z. B. ändernden Materialeigenschaften, entlang der Einlage 48 können durch eine Vielzahl von Pulvermaterialtechniken erreicht werden. Jedoch kann die Einlage 48 auch durch dreidimensionale (3D) Drucktechniken erzeugt werden, die eine Variation der Materialeigenschaften, z. B. Variation der Materialzusammensetzungsparameter, in verschiedenen Bereichen der Einlage 48 ermöglichen. Zum Beispiel können 3D-Drucktechniken verwendet werden, um die Porosität entlang der Einlage 48 zu steuern und zu variieren, um gewünschte Strahleigenschaften zu erhalten.
  • Zum Beispiel kann das Pulvermaterial 56, das verwendet wird, um die Einlage 48 zu bilden, ein Pulvermetallmaterial sein. Das Pulvermetallmaterial kann aus verschiedenen Gemischen an Metallpulvern (oder Metall- und Nichtmetallpulvern) gebildet sein, abhängig von den gewünschten Perforationseigenschaften für eine gegebene Anwendung. Beispiele für Metallpulver beinhalten Wolfram-(W)-Pulver, Kupfer-(Cu)-Pulver, Blei-(Pb)-Pulver, Titan-(Ti)-Pulver und andere Metallpulver. Die verschiedenen Metallpulver können in vielen verschiedenen Arten von Zusammensetzungen vermischt werden und diese Zusammensetzungen können zwischen dem Apex 52 und dem Unterteil 54 der Einlage 48 variiqert werden. Die Zusammensetzung des Pulvermetallmaterials 56 und die Unterschiede der Zusammensetzung, die sich vom Apex 52 zum Unterteil 54 bewegt, werden ausgewählt, um bei der Detonation des explosiven Materials 50 verschiedene Perforationseigenschaften zu erreichen.
  • Die Pulvermaterialzusammensetzung und die Änderung der Pulvermaterialzusammensetzungsparameter zwischen dem Apex 52 und dem Unterteil 54 kann erheblich variieren, abhängig von der Gesamtgestaltung der Hohlladung 36, des Gehäuses 30, der Felsart in der Formation 26 und verschiedenen anderen System und Umgebungsparametern. Es können verschiedene Gemische aus Pulvermaterialien, die verschiedene Pulvermaterialdichten, Durchmesserverteilungen, Härteeigenschaften, Duktilitätseigenschaften und/oder Abrasivitätseigenschaften aufweisen, verwendet werden, um die gewünschten Perforationen zu erreichen. Es sollte auch angemerkt werden, dass das Pulvermaterial 56 Nichtmetallpulverkomponenten umfassen kann. Zum Beispiel können Keramikpulver oder andere Nichtmetallpulver verwendet werden, um Teile der Einlage 48 zu bilden oder sie können mit den Metallpulvern vermischt werden, um gewünschte Materialeigenschaften und Änderungen dieser Eigenschaften, die sich vom Apex 52 zum Unterteil 54 bewegen, zu erzeugen. Pulvermaterialien mit unterschiedlicher Dichte wie zum Beispiel Wolframpulver und Keramikpulver können in verschiedenen Konzentrationen entlang der Einlage verwendet werden, um Teile der Einlage 48 mit geringerer Dichte und höherer Dichte zu erzeugen.
  • Unter allgemeiner Bezugnahme auf 3 wird eine andere Ausführungsform der Hohlladung 36 veranschaulicht. In dieser Ausführungsform ist die Einlage 48 aus Pulvermaterial 56 erzeugt, das verschiedene Zusammensetzungen aufweist, die sich vom Apex 52 zum Unterteil 54 bewegen. Die Einlage 48 ist mit einer Vielzahl von einzelnen Segmenten 58 erzeugt, wobei zumindest einige der einzelnen Segmente 58 relativ zueinander verschiedene Materialzusammensetzungen aufweisen. Die einzelnen Segmente 58 können jeweils aus unterschiedlichen Zusammensetzungen aus Metall- und Nichtmetallpulver gebildet sein, wie vorstehend besprochen, um gewünschte Perforationseigenschaften zu erreichen. Zum Beispiel können Segmente 58 am oder in der Nähe des Apex 52 aus Pulvermaterialien mit geringerer oder höherer Dichte (z. B. Pulvermaterialien, die geringere oder höhere Konzentrationen an Bestandteilen mit geringer Dichte aufweisen, wie zum Beispiel Wolframpulver oder Keramikpulver) gebildet sein, um bei Detonation des explosiven Materials 50 eine gewünschte Strahlgeschwindigkeit und Strahlmasse zu erreichen. Abhängig von der Anwendung kann die Einlage 48 zwei, drei, vier oder mehr verschiedene Metall- und/oder Nichtmetallpulvermaterialgemische aufweisen, die sich vom Apex 52 zum Unterteil 54 bewegen. Der Inhalt und die Anordnung dieser Segmente 58 kann abhängig von der gewünschten Perforatorleistung in einem beliebigen gegebenen Ziel angepasst werden.
  • In der in 4 veranschaulichten Ausführungsform ist die Einlage 48 mit Pulvermaterial 56 erzeugt worden, das eine Materialzusammensetzung aufweist, die durchgehend vom Apex 52 zum Unterteil 54 variiert. Die durchgehende Variation der Materialzusammensetzung kann auf der Variation von beliebigen aus einer Vielzahl von Parametern, die sich zwischen dem Apex 52 und dem Unterteil 54 der Einlage 48 bewegen, basieren. Zum Beispiel kann die Dichte des Pulvermaterials 56, das die Einlage 48 bildet, in einer axialen Richtung entlang der Einlage 48 durchgehend variiert werden. In dem veranschaulichten Beispiel variiert die Dichte der Einlage 48 durchgehend von einer Region mit geringer Dichte 60, die sich am Apex 52 befindet, zu einer Region mit höherer Dichte 62, die sich am Unterteil 54 befindet. Die Dichte des Pulvermaterials 56 und/oder andere Zusammensetzungsparameter kann in verschiedenen Graden und in verschiedene Richtungen variiert werden, abhängig von den gewünschten Eigenschaften des Strahls, der bei Detonation des explosiven Materials 50 von der Einlage 48 erzeugt wird.
  • Wie vorstehend besprochen, kann das Pulvermaterial 56 eine Vielzahl von Pulvermaterialien beinhalten, wie zum Beispiel Wolfram, Kupfer, Blei, Titan, Keramik und/oder andere Arten von Pulvermaterialien. Außerdem kann das Pulvermaterial 56 ein Bindematerial beinhalten, das als eine Beschichtung oder andere Art von Schicht auf den Pulvermaterialien, die zur Bildung der Einlage 48 verwendet werden, gebildet ist. Die Konzentration und/oder das Gemisch an Komponenten kann ebenfalls zwischen einzelnen Segmenten 58 der Einlage durchgehend oder gemäß anderen Mustern zwischen dem Apex 52 und dem Unterteil 54 der Einlage 48 variiert werden.
  • Wenn die Einlage 48 aus einzelnen Segmenten 58 erzeugt ist, können bestimmte Zusammensetzungen der Segmente plötzliche Änderungen der Dichte/Masse erzeugen, die Unterbrechungen des Strahls, der sich aus der Detonation des explosiven Materials 50 ergibt, erzeugen. In einigen Anwendungen können die Unterbrechungen nützlich sein und in anderen Anwendungen können die Unterbrechungen reduziert oder minimiert werden, indem schrittweise benachbarte Einlagensegmente 58 in Eingriff genommen werden. Zum Beispiel kann die Vielzahl von Segmenten 58 stufenweise vom Apex 52 zum Unterteil 54 aufeinander abgestimmt werden. Abhängig von der Anwendung können verschiedene strukturelle Änderungen in Bezug auf die Einlage 48 vorgenommen werden, um die variierenden Parameter des Pulvermaterials 56 zwischen dem Apex 52 und dem Unterteil 54 zu kompensieren.
  • Falls zum Beispiel der variable Parameter Dichte ist, kann die Dicke der Einlage 48 mit der sich ändernden Dichte verändert werden. In einer Ausführungsform ist die Region der Einlage 48 mit geringerer Dichte dünner und ist die Region der Einlage 48 mit höherer Dichte dicker, um die Strahlkontinuität beizubehalten. In einigen Anwendungen können Unterbrechungen im gebildeten Strahl minimiert werden, indem die Einlage 48 so geschaffen wird, dass die Einlage 48 eine Kontinuität aufweist, die d(alpha)/dx und d(rho)/dx befriedigt, wobei alpha der Halbwinkel der Einlage ist, rho die Einlagendichte ist und x die axiale Distanz entlang der Einlage 48 ist.
  • Die Einlage 48 kann in vielen Größen und Strukturen mit verschiedenen Mustern und Gemischen aus Pulvermaterialzusammensetzungen gebildet werden. Außerdem kann die Einlage mit vielen Arten von Gehäusen und explosiven Materialien kombiniert werden, um verschiedene Arten von Hohlladungen zu erzeugen und um gewünschte Perforationseigenschaften zu erreichen. Die Anzahl und Anordnung der Hohlladungen kann ebenfalls gemäß den Parametern der Perforationsanwendung und der Struktur der Bohrlochkanonenanordnung ausgewählt werden. Das Detonationssystem und die Sequenz der Detonation können ebenfalls von einer Anwendung zu einer anderen variieren.
  • Die Variation in der Struktur der Hohlladungseinlage und/oder in der Zusammensetzung der Hohlladungseinlage kann verwendet werden, um die Perforation vieler Anwendungen in Bezug auf Bohrlöcher zu vereinfachen. Die hierin beschriebenen Hohlladungen können in Bohrlöchern, die in der Erdoberfläche gebohrt werden und in Unterwasserbohrlöchern verwendet werden. Jedoch können die Hohlladungen und die Hohlladungseinlagen auch in Nichtbohrlochanwendungen verwendet werden, bei denen Perforationen durch und/oder in eine Vielzahl von Materialien gebildet werden. Die variablen Eigenschaften der Einlage können verwendet werden, um den gewünschten Strahl für eine optimierte Perforationsleistung in vielen Arten von Anwendungen zu erhalten.
  • Obwohl vorstehend einige Ausführungsformen der Offenbarung detailliert beschrieben worden sind, erkennt ein Durchschnittsfachmann, dass viele Modifikationen möglich sind, ohne wesentlich von den Lehren dieser Offenbarung abzuweichen. Entsprechend sollen solche Modifikationen im Umfang dieser Offenbarung wie in den Ansprüchen definiert enthalten sein.

Claims (20)

  1. System zum Bilden einer Perforation in einer unterirdischen Formation, umfassend: eine Hohlladung, die ein Gehäuse; eine Einlage und ein hochexplosives Pellet, das zwischen dem Gehäuse und der Einlage positioniert ist, aufweist, wobei die Einlage aus einer Mischung an Pulvermaterialien gebildet ist, die sich entlang einer Innenseite des Gehäuses von einem Apex zu einem Unterteil erstreckt, wobei die Mischung des Pulvermaterials vom Apex zum Unterteil der Einlage variiert wird.
  2. System nach Anspruch 1, wobei das Pulvermaterial Pulvermetallmaterial ist und die Einlage aus einzelnen Segmenten an Pulvermetallmaterial gebaut ist, die verschiedene Materialzusammensetzungen aufweisen, die sich vom Apex zum Unterteil bewegen.
  3. System nach Anspruch 1, wobei das Pulvermaterial Pulvermetallmaterial ist und die Einlage aus einer durchgehend variablen Mischung aus Pulvermaterialien, die sich vom Apex zum Unterteil bewegen, gebildet ist.
  4. System nach Anspruch 1, wobei das Pulvermaterial der Einlage mindestens zwei verschiedene Metallmaterialzusammensetzungen aufweist, die sich vom Apex zum Unterteil bewegen.
  5. System nach Anspruch 1, wobei das Pulvermaterial der Einlage mindestens drei verschiedene Materialzusammensetzungen aufweist, die sich vom Apex zum Unterteil bewegen.
  6. System nach Anspruch 1, wobei das Pulvermaterial der Einlage mindestens vier verschiedene Materialzusammensetzungen aufweist, die sich vom Apex zum Unterteil bewegen.
  7. System nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Bohrlochkanonenkörper, wobei die Hohlladung am Bohrlochkanonenkörper angebracht ist.
  8. System nach Anspruch 1, wobei ein Pulver mit anderer Dichte relativ zu einer mittleren Dichte der Mischung aus Pulvermaterialien hinzugefügt wird, um die Dichte der Einlage in einem spezifischen Bereich oder Bereichen der Einlage zu ändern.
  9. Verfahren, umfassend: Platzieren eines hochexplosiven Pellets in einem Hohlladungsgehäuse; Verwenden eines Pulvermetallmaterials, um eine Einlage zu erzeugen, die eine Form mit einem Apex und einem Unterteil aufweist; Anpassen der Zusammensetzung des Pulvermetallmaterials, das sich vom Apex zum Unterteil bewegt; Platzieren der Einlage gegen das hochexplosive Pellet, sodass das hochexplosive Pellet zwischen der Einlage und dem Hohlladungsgehäuse festgehalten wird, um eine Hohlladung zu erzeugen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Anpassen das Erzeugen eines Bereichs der Einlage mit geringerer Dichte umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Anpassen das Verwenden von zusammenhängenden, einzelnen Segmenten an Pulvermetallmaterial, die verschiedene Zusammensetzungsparameter aufweisen, die sich vom Apex zum Unterteil bewegen, umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Anpassen das Anpassen eines Zusammensetzungsparameters des Pulvermetallmaterials, das sich durchgehend vom Apex zum Unterteil bewegt, umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend ein Pulver mit geringer Dichte, um Bereiche mit geringerer Dichte in der Einlage zu erzeugen.
  14. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend das Bilden des Pulvermetallmaterials mit Keramikpulver, um Bereiche mit geringerer Dichte zu erzeugen.
  15. Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend das Anbringen der Hohlladung an einem Bohrlochkanonenkörper; Bewegen des Bohrlochkanonenkörpers und der Hohlladung nach unten in ein Bohrloch; und Detonieren der Hohlladung, um eine Perforation zu erzeugen.
  16. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verwenden das Bilden der Einlage durch dreidimensionales Drucken umfasst.
  17. Verfahren, umfassend: Bilden einer Hohlladung mit einem Gehäuse; einer aus einem Pulvermetallmaterial gebildeten Einlage und einem hochexplosiven Material, das zwischen der Einlage und dem Gehäuse positioniert ist; und Anpassen einer Strahlgeschwindigkeit und Strahlmasse der Einlage durch Variieren eines Zusammensetzungsparameters der Einlage zwischen einem Apex und einem Unterteil der Einlage.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend die Verwendung eines Nichtpulvermaterials in der Einlage.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Anpassen das Erzeugen der Einlage mit zusammenhängenden Segmenten, die verschiedene Pulvermetallzusammensetzungen aufweisen, umfasst.
  20. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Anpassen das Variieren der Zusammensetzungsparameter des Pulvermetallmaterials durchgehend vom Apex zum Unterteil umfasst.
DE112016000871.6T 2015-02-23 2016-02-22 Hohlladesystem mit Multizusammensetzungseinlage Pending DE112016000871T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/628,353 2015-02-23
US14/628,353 US9976397B2 (en) 2015-02-23 2015-02-23 Shaped charge system having multi-composition liner
PCT/US2016/018921 WO2016137883A1 (en) 2015-02-23 2016-02-22 Shaped charge system having multi-composition liner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112016000871T5 true DE112016000871T5 (de) 2017-11-30

Family

ID=56693601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112016000871.6T Pending DE112016000871T5 (de) 2015-02-23 2016-02-22 Hohlladesystem mit Multizusammensetzungseinlage

Country Status (4)

Country Link
US (2) US9976397B2 (de)
DE (1) DE112016000871T5 (de)
GB (1) GB2552749B (de)
WO (1) WO2016137883A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9976397B2 (en) 2015-02-23 2018-05-22 Schlumberger Technology Corporation Shaped charge system having multi-composition liner
US9725993B1 (en) 2016-10-13 2017-08-08 Geodynamics, Inc. Constant entrance hole perforating gun system and method
US10753183B2 (en) 2016-10-13 2020-08-25 Geodynamics, Inc. Refracturing in a multistring casing with constant entrance hole perforating gun system and method
MX2019015205A (es) * 2017-06-23 2020-02-07 Dynaenergetics Gmbh & Co Kg Tuberia corta de carga moldeada, metodo para fabricar la misma y carga moldeada que incorpora la misma.
DE112017008263T5 (de) * 2017-12-12 2020-08-20 Halliburton Energy Services, Inc. Hohlladung mit begrenzter Penetration
RU179027U1 (ru) * 2018-02-12 2018-04-25 Амир Рахимович Арисметов Композиционная порошковая облицовка сложной формы для кумулятивных зарядов
US11840904B2 (en) 2022-02-28 2023-12-12 Saudi Arabian Oil Company Methods and apparatus for printing a wellbore casing
US11965719B2 (en) * 2022-05-10 2024-04-23 Halliburton Energy Services, Inc. Segment pressing of shaped charge powder metal liners

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2856850A (en) * 1954-03-22 1958-10-21 Joseph H Church Shaped charge
GB1237392A (en) * 1967-12-15 1971-06-30 Messerschmitt Boelkow Blohm Improvements in explosive charges
DE7720512U1 (de) * 1977-06-30 1986-08-21 Rheinmetall GmbH, 4000 Düsseldorf Rotationssymmetrische Hohlladungseinlage mit einer über den Radius zunehmenden oder abnehmenden Wandstärke
FR2488389B1 (fr) * 1980-08-06 1986-04-25 Serat Perfectionnements aux charges creuses
US4499830A (en) * 1981-06-29 1985-02-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army High lethality warheads
US4498367A (en) 1982-09-30 1985-02-12 Southwest Energy Group, Ltd. Energy transfer through a multi-layer liner for shaped charges
FR2569473B1 (fr) * 1984-08-21 1987-10-23 Realisa Applic Techni Et Perfectionnements apportes aux charges creuses
US5656791A (en) * 1995-05-15 1997-08-12 Western Atlas International, Inc. Tungsten enhanced liner for a shaped charge
US5614692A (en) * 1995-06-30 1997-03-25 Tracor Aerospace, Inc. Shaped-charge device with progressive inward collapsing jet
US5753850A (en) * 1996-07-01 1998-05-19 Western Atlas International, Inc. Shaped charge for creating large perforations
US6378438B1 (en) * 1996-12-05 2002-04-30 Prime Perforating Systems Limited Shape charge assembly system
US5814758A (en) 1997-02-19 1998-09-29 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus for discharging a high speed jet to penetrate a target
US6012392A (en) * 1997-05-10 2000-01-11 Arrow Metals Division Of Reliance Steel And Aluminum Co. Shaped charge liner and method of manufacture
US5792977A (en) * 1997-06-13 1998-08-11 Western Atlas International, Inc. High performance composite shaped charge
US6021714A (en) * 1998-02-02 2000-02-08 Schlumberger Technology Corporation Shaped charges having reduced slug creation
US6349649B1 (en) * 1998-09-14 2002-02-26 Schlumberger Technology Corp. Perforating devices for use in wells
US6305289B1 (en) * 1998-09-30 2001-10-23 Western Atlas International, Inc. Shaped charge for large diameter perforations
US7011027B2 (en) 2000-05-20 2006-03-14 Baker Hughes, Incorporated Coated metal particles to enhance oil field shaped charge performance
US6588344B2 (en) 2001-03-16 2003-07-08 Halliburton Energy Services, Inc. Oil well perforator liner
GB2382122A (en) 2001-11-14 2003-05-21 Qinetiq Ltd Shaped charge liner
US20030183113A1 (en) 2002-03-12 2003-10-02 Barlow Darren R. Shaped-charge liner with precursor liner
US6840178B2 (en) 2003-02-21 2005-01-11 Titan Specialties, Ltd. Shaped charge liner
GB0323675D0 (en) 2003-10-10 2003-11-12 Qinetiq Ltd Improvements in and relating to perforators
US20050115448A1 (en) 2003-10-22 2005-06-02 Owen Oil Tools Lp Apparatus and method for penetrating oilbearing sandy formations, reducing skin damage and reducing hydrocarbon viscosity
US7661367B2 (en) * 2004-10-08 2010-02-16 Schlumberger Technology Corporation Radial-linear shaped charge pipe cutter
US8584772B2 (en) * 2005-05-25 2013-11-19 Schlumberger Technology Corporation Shaped charges for creating enhanced perforation tunnel in a well formation
US7762193B2 (en) * 2005-11-14 2010-07-27 Schlumberger Technology Corporation Perforating charge for use in a well
US20080289529A1 (en) 2006-04-12 2008-11-27 Tech Energetics, Inc. A New Mexico Corporation Apparatus for penetrating a target and achieving beyond-penetration results
US8156871B2 (en) * 2007-09-21 2012-04-17 Schlumberger Technology Corporation Liner for shaped charges
US8166882B2 (en) * 2009-06-23 2012-05-01 Schlumberger Technology Corporation Shaped charge liner with varying thickness
US8555764B2 (en) * 2009-07-01 2013-10-15 Halliburton Energy Services, Inc. Perforating gun assembly and method for controlling wellbore pressure regimes during perforating
GB2503186B (en) * 2009-11-25 2015-03-25 Secr Defence Shaped charge casing
US8381652B2 (en) * 2010-03-09 2013-02-26 Halliburton Energy Services, Inc. Shaped charge liner comprised of reactive materials
US8375859B2 (en) * 2010-03-24 2013-02-19 Southwest Research Institute Shaped explosive charge
EP2583051A1 (de) * 2010-06-17 2013-04-24 Halliburton Energy Services, Inc. Hochdichte, pulverförmige materialauskleidung
US8734960B1 (en) * 2010-06-17 2014-05-27 Halliburton Energy Services, Inc. High density powdered material liner
US8985024B2 (en) 2012-06-22 2015-03-24 Schlumberger Technology Corporation Shaped charge liner
US9175940B1 (en) * 2013-02-15 2015-11-03 Innovation Defense, LLC Revolved arc profile axisymmetric explosively formed projectile shaped charge
US9238956B2 (en) * 2013-05-09 2016-01-19 Halliburton Energy Services, Inc. Perforating gun apparatus for generating perforations having variable penetration profiles
US9441924B1 (en) * 2014-09-05 2016-09-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy User configurable shape charge liner and housing
US9612095B2 (en) * 2014-12-12 2017-04-04 Schlumberger Technology Corporation Composite shaped charges
US9976397B2 (en) 2015-02-23 2018-05-22 Schlumberger Technology Corporation Shaped charge system having multi-composition liner
US9470483B1 (en) * 2015-04-14 2016-10-18 Zeping Wang Oil shaped charge for deeper penetration
US9360222B1 (en) * 2015-05-28 2016-06-07 Innovative Defense, Llc Axilinear shaped charge

Also Published As

Publication number Publication date
US9976397B2 (en) 2018-05-22
US20180245437A1 (en) 2018-08-30
US20160245053A1 (en) 2016-08-25
GB201715296D0 (en) 2017-11-08
WO2016137883A1 (en) 2016-09-01
GB2552749B (en) 2021-10-13
US10830023B2 (en) 2020-11-10
GB2552749A (en) 2018-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112016000871T5 (de) Hohlladesystem mit Multizusammensetzungseinlage
US10376955B2 (en) Shaped charge liner and shaped charge incorporating same
US10364387B2 (en) Subterranean formation shock fracturing charge delivery system
DE817126C (de) Vorrichtung zum Lochen von Brunnenrohren, Brunnenschachtwaenden, Brunnenauskleidungen o. dgl.
DE112004001941T5 (de) Verfahren zum Verbessern der Perforationseffektivität unter Verwendung eines Ladungsperforators
DE60223866T2 (de) Auskleidung für eine Hohlladung
US7987911B2 (en) Oil well perforators
DE112016006882T5 (de) Bohrlochperforationssystem
DE112012003804T5 (de) Aktives Wellenformgebungselement zum Tiefpenetrieren von Ölfeldladungen
US20160169639A1 (en) Composite Shaped Charges
US20130327571A1 (en) Utilization of spheroidized tungsten in shaped charge systems
DE112010004889T5 (de) Geformte Ladung
DE10224503A1 (de) Rückstandsfreies Perforiersystem, Verfahren zum Herstellen eines thermoplastischen und wärmehärtbaren Polymerbindemittels und eines Fluoropolymerbindemittels für gepreßte und verpreßbare Sprengstoffe
AU2008217645A2 (en) Improvements in and relating to oil well perforators
US3358780A (en) Cumulative shaped charges
DE112014006644T5 (de) Verfahren zum Steuern von Energie im Inneren einer Perforationskanone unter Verwendung einer endothermen Reaktion
DE112017008263T5 (de) Hohlladung mit begrenzter Penetration
DE112018007752T5 (de) Hohlladung mit einlage mit drei radien für die perforation von ölfeldern
DE1182567B (de) Hohlladung
US11255168B2 (en) Perforating system with an embedded casing coating and erosion protection liner
DE112013006761T5 (de) Hohlladungseinlage mit Nanopartikeln
DE4131612A1 (de) Pyrotechnische vorrichtung zur herstellung von materiestrahlen sehr hoher geschwindigkeiten
DE60203596T2 (de) Ölbohrlochperforator
Davison et al. A Hydrocode-Designed well perforator with Exceptional performance
DE4132662A1 (de) Mine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication